叶洪岭,邢婷婷
(1.邯郸学院生命科学与工程学院,河北 邯郸056005;2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京100081)
科学施肥是指根据土壤养分盈亏状况、作物养分吸收差异采取的施肥措施[1],通过科学施肥,提高肥料利用率[2,3],有助于农业生态的长期稳定发展[7]。科学施肥是促进农业可持续发展的重要措施,施肥的随意性不但降低肥料利用率[5],而且对土壤生态造成严重的影响[6,7]。研究显示,科学施肥在提升玉米产量14.5%的情况下,肥料利用率提升了11.13%[8]。河北省是农业大省,粮食总产量居全国第7位,但平均产量居全国第16位[9,10],落后的施肥技术是影响河北省粮食单产水平的重要因素。该省土壤类型多样,肥力差异较大[11,12],燕山、太行山山前平原土壤肥力较高[13],沧州、衡水土壤肥力较低[14],因此施肥策略也有较大差异;加之该地区农业生产仍然以小农户为主,施肥措施会受到户主的认知水平、政策宣传力度等多方面因素影响,因此大多数农民在农业生产过程中存在不科学施肥的问题,造成燕山山前平原土壤不同程度的酸化[15],太行山山前平原土壤缺失钾肥[12,13],中低产田区(衡水、沧州)土壤磷含量已接近临界值[16,17],沿海地区土壤盐分含量高[14,18],不利于有机质的积累,从而影响河北省农业可持续发展。基于此,科学施肥调研小组与2020年对河北省11个地级市56县进行实地调研,了解河北省中小农户科学施肥现状,以便为今后的科学施肥、提升作物肥料利用率、减少环境污染决策提供依据。
2020年4月采用问卷调查法对河北省11个地级市、56县随机选取350位农户进行实地调研,发放调查问卷350份,有效问卷262份,有效率为74.85%。调研内容包括农户的小麦/玉米种植面积、施肥种类、施肥量、科学施肥的了解程度、有机肥的施用情况等。运用Excel软件汇总数据,SPSS软件分析数据,Arc GIS 10.2和Sigmaplot10.0软件制作图表。
262个样本中,95%的农户耕种面积<2 hm2,不足2%的农户耕地面积≥6 hm2(图1),沧州市户均耕地面积最大(4.03 hm2),承德市和张家口市户均耕地面积为1.02 hm2,其余各市户均耕地面积均<1 hm2,其中邯郸市户均耕地面积最小(0.17 hm2)。沧州市户均耕地面积0.05水平上显著高于其他各市,其他各市间无明显差异(图2)。
图1 调查样本耕地种植规模分类占比Fig.1 Proportion of cultivated land classification in the survey samples
图2 2020年河北省各市户均耕种土地面积(hm2)Fig.2 Average cultivated land area of each household of each city in Hebei Province in 2020
262个样本中,90%以上的农户依靠施肥经验施肥,2.29%的农户参照说明书施肥,听从专业技术人员建议施肥的农户占比为0(图3)。17.56%的农户施用有机肥,82.44%的农户不施用有机肥(图4),主要原因是缺少有机肥的来源途径(图5)。将户均面积与单位面积施肥量进行线性回归分析,得到回归方程:y1=722.26-96.81x,R2=0.193 1,说明种植面积<6 hm2户均耕地面积与单位面积施肥量呈线性负相关(P<0.05);y2=230.39-2.91x2,R2=0.407 1,说明种植面积>6 hm2随着户均耕地面积的增加施肥量趋于稳定(P<0.05)(图6)。除张家口市的施肥量<500 kg/hm2之外,其他各市的施肥量均>500 kg/hm2,其中邢台市、邯郸市、石家庄市的施肥量>700 kg/hm2以上,廊坊市施肥量最高(1 072.50 kg/hm2),且在0.05水平上显著高于其他城市(图7)。
图3 调查样本内农户施肥参考Fig.3 Fertilization reference of farmers in the survey samples
图4 调查样本内农户有机肥施用Fig.4 Application of manure in the survey samples
图5 施用有机肥过程中的主要问题Fig.5 Main problems in the application of manure
图6 户均耕地面积与单位面积施肥量的关系Fig.6 Relationship between the average cultivated land area per household and the amount of fertilizer applied per unit area
图7 调查样本中河北省各市单位面积施肥量(kg/hm2)Fig.7 Fertilization amount per unit area of each city in Hebei Province
262个样本中,79.01%农户对自有耕地的土壤养分情况不了解,12.21%农户一般了解,7.63%农户大概了解,1.15%的农户非常了解。数据显示,大多数农户不重视自有耕地土壤养分情况(图8)。
图8 调查样本中农户对自家耕地土壤养分了解情况Fig.8 Understanding of soil nutrients of farmers on their own cultivated land
262个样本中,75.95%农户不了解科学施肥,13.14%农户仅听说过科学施肥,9.16%农户了解科学施肥,1.15%农户非常了解(图9)。数据显示,研究区域的大多数农户不了解科学施肥。
图9 调查样本中农户对科学施肥的了解程度Fig.9 Understanding of farmers on scientific fertilization
262个样本中,89.69%农户表示缺乏技术指导,10.31%农户接受过技术指导(图10)。数据显示,大多数农户没有接受过技术指导,是导致对科学施肥不了解的主要原因之一。
图10 调查样本中接受农业技术人员指导的情况Fig.10 Situation of receiving guidance from agricultural technicians
262个样本中,66.79%农户表示愿意接受相关专业学生的指导,14.5%农户表示视情况而定,18.7%农户表示不愿意。数据显示,大多数农户愿意接受相关专业学生指导科学施肥。
河北省作为我国重要的粮食生产基地,科学施肥对于农田土壤生态的保护、农业的可持续发展具有重要意义。河北省人均耕地面积低于全国平均水平,主要人口大市户均耕地面积严重偏低,尤其是作为粮食重点基地的石家庄、保定、邯郸地区户均耕地面积均<0.33 hm2,是导致该地区农业呈分散化、细碎化特点的主要原因之一;由于规模化程度较低,农户所生产的粮食自给,科学施肥意识薄弱,推行科学施肥困难较多。
河北省土壤类型多样,土壤基础地力差异明显,整体而言,太行山、燕山山前平原是传统土壤高肥力地区[16],是河北省主要的商品粮基地,研究表明,廊坊市与其他10个城市单位面积施肥量存在显著差异,10个城市之间差异不显著。说明该地区没有因地制宜的采取科学的施肥策略,太行山、燕山山前平原高肥力区,农户为追求高产过量施肥现状严重;沧州、衡水土壤贫瘠,属于低肥力区,加大化肥投入并未改善土壤养分含量,不能有效提高粮食的产量和品质;张家口、承德地处山区,耕地有机质含量高[15],但面临的水土流失问题也最严重,不合理施肥会导致土壤养分进一步的流失。
农技人员是农户了解农业知识的首要途径,但就目前而言,基层农技人员严重缺乏,知识体系较为滞后,是导致农户不了解科学施肥的主要原因之一。
通过对河北省262户农户的调查数据,运用描述性统计方法对研究区域农户科学施肥现状进行数据分析,得到以下结论:(1)研究区域户均耕地面积呈分散化、细碎化特点分布,其中太行山、燕山山前平原区各市户均耕地仅0.17~0.56 hm2,是造成农户不采用科学施肥的主要原因之一;(2)研究区域,除廊坊市外,其他10个市的农户施肥量差异不显著,说明施肥较为随意;(3)调查显示,中小农户科学施肥意愿较强,但由于农技人员短缺,知识体系更新滞后,导致获取科学施肥技术的途径存在瓶颈。
(1)适当整合耕地资源,形成一定规模,加强对大中型种植户的培育。(2)针对河北省土壤多样性特点,制定精准施肥策略,进一步深入调查土壤性质,将河北省高产田、中产田、低产田区分开来,分别采取不同的科学施肥策略。(3)加强科学施肥宣传教育,积极搭建大学生下乡技术指导平台,高效利用农业资源,促进科学施肥策略的稳步实施[19,20]。